JP5905560B2 - 入力電圧検出機能付の電源装置及びその動作方法 - Google Patents
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Description
1.入力検出ユニットが単独に接地点を持っていないため、電源装置の接地点と完全に遮断されて、入力検出ユニットの検出操作の誤操作による、電源装置に対する保護の無効を防止することができる。または、入力検出ユニットのユニット接地点と電源装置の接地点が完全に遮断されて、入力検出ユニットの検出操作の誤操作による、電源装置に対する保護の無効を防止することができる。
2.入力検出ユニットにより、交流電源に異常給電が発生したことを検出した場合、双方向光電子カプラーが遮断状態になって、正常検出信号の出力を停止することで、電源装置の動作を切断する。または、入力検出ユニットにより、交流電源に異常給電が発生したことを検出した場合、光電子カプラーが導通状態になって、異常検出信号を出力することで、電源装置の動作を切断して当該電源装置を保護する。
まず、図3は、本発明による入力電圧検出機能付の電源装置の回路ブロック図である。この入力電圧検出機能付の電源装置90は、電源入力側Si及び入力検出ユニット10を含んでいる。電源入力側Siには、第一入力端及び第二入力端が含まれ、本実施形態において、第一入力端は活線端Lであり、第二入力端は接地線端Nである。活線端L及び接地線端Nは、外部交流電源VSの活線VSL及び接地線VSNにそれぞれ電気的に接続されている。この電源装置90は、活線VSL及び接地線VSNを介して、外部交流電源VSから給電される。なお、電源装置90としては、特に限定されず、電力供給器(power supply)であってもよく、交流電源から給電される電源装置であればよい。
なお、入力電圧検出システムの動作の説明については、後述する。
1.入力検出ユニットは、双方向光電子カプラー及び限流抵抗を含む。双方向光電子カプラーの一端は限流抵抗の一端に直列接続され、双方向光電子カプラーの他端は電源入力側の接地線端に接続され、限流抵抗の他端は電源入力側の活線端に接続される。もちろん、これに限定されなく、例えば、双方向光電子カプラーの他端を電源入力側の活線端に接続し、限流抵抗の他端を電源入力側の接地線端に接続してもよい。これによっても、電源入力側の検出効果を同じく奏することができる。本実施形態において、入力検出ユニットは単独の接地点を持ってないため、入力検出ユニットを電源装置の接地点と完全に遮断することができ、これにより、入力検出ユニットと電源装置とが共通接地されて、入力検出ユニットの検出誤操作が発生し、保護を無効にするということを防止することができる。
1.入力検出ユニット101が単独の接地点を持っていないため、電源装置90の接地点と完全に遮断されて、入力検出ユニット101の検出操作の誤操作による、電源装置90に対する保護の無効を防止することができる。
または、入力検出ユニット102のユニット接地点Gmと電源装置90の接地点が完全に遮断されて、入力検出ユニット102の検出操作の誤操作による、電源装置に対する保護の無効を防止することができる。
2.入力検出ユニット101により、交流電源VSに異常給電が発生したことを検出した場合、双方向光電子カプラー1011が遮断状態になって、正常検出信号の出力を停止する。これにより、電源装置の動作が切断される。
または、入力検出ユニット102により、交流電源VSに異常給電が発生したことを検出した場合、光電子カプラー1026が導通状態になって、異常検出信号を出力する。これにより、電源装置90の動作が切断されて、電源装置90が保護される。
1011 双方向光電子カプラー 1012 限流抵抗
1021 全波整流器 1022 ダイオード
1023 第一抵抗 1024 第一トランジスタ
1025 キャパシタンス 1026 光電子カプラー
1027 第二抵抗 1028 第二トランジスタ
VS 外部交流電源 VSL 活線
VSN 接地線 Si 電源入力側
L 活線端 Gm ユニット接地点
N 接地線端
Claims (14)
- 入力電圧検出機能付の電源装置であって、
交流電源の活線に電気的に接続される第一入力端、及び前記交流電源の接地線に電気的に接続される第二入力端を有する電源入力側と、
前記第一入力端に電気的に接続される第一検出端、及び前記第二入力端に電気的に接続される第二検出端を有する入力検出ユニットと、を含み、
前記入力検出ユニットと前記電源装置の1次側とは、完全に遮断されており、
前記入力検出ユニットにより、前記活線または前記接地線に異常が発生したことまたは前記活線及び前記接地線に同時に異常が発生したことを検出した場合、前記入力検出ユニットは、検出信号を出力することで、前記電源装置の動作を切断させて当該電源装置を保護する、ことを特徴とする入力電圧検出機能付の電源装置。 - 前記入力検出ユニットは、
双方向光電子カプラーと、
前記双方向光電子カプラーに電気的に接続されて、当該双方向光電子カプラーに流れる電流の大きさを制限する限流抵抗と、を含み、
前記限流抵抗と前記双方向光電子カプラーとは電気的に接続して直列分岐回路を形成し、当該直列分岐回路の両端が前記第一検出端及び前記第二検出端である、ことを特徴とする請求項1に記載の入力電圧検出機能付の電源装置。 - 前記交流電源から前記電源装置に正常に給電する場合、前記双方向光電子カプラーは、導通状態になって、前記検出信号として正常検出信号を持続的に出力し、
前記活線または前記接地線に異常が発生した場合、または、前記活線と前記接地線に同時に異常が発生した場合、前記双方向光電子カプラーは、遮断状態になって、前記正常検出信号の出力を停止することで、前記電源装置の動作を切断させて当該電源装置を保護する、ことを特徴とする請求項2に記載の入力電圧検出機能付の電源装置。 - 前記入力検出ユニットと前記電源装置は、接地遮断されている、ことを特徴とする請求項2に記載の入力電圧検出機能付の電源装置。
- 前記入力検出ユニットは、
第一整流入力端と、第二整流入力端と、第一整流出力端と、第二整流出力端とを備え、前記第一整流入力端が前記第一検出端であり、前記第二整流入力端が前記第二検出端である全波整流器と、
アノード及びカソードを有し、前記アノードが前記第一整流出力端に電気的に接続されるダイオードと、
第一端及び前記ダイオードの前記カソードに電気的に接続される第二端を有する第一抵抗と、
ソース端と、前記第一抵抗の前記第一端に電気的に接続されるドレイン端と、前記第一整流出力端と前記ダイオードの前記アノードとに電気的に接続されるゲート端とを有する第一トランジスタと、
アノード及びカソードを有する光電子カプラーと、
第一端及び前記光電子カプラーの前記カソードに電気的に接続される第二端を有する第二抵抗と、
ソース端と、前記第二抵抗の第一端に電気的に接続されるドレイン端と、前記第一トランジスタの前記ドレイン端と前記第一抵抗の前記第一端とに電気的に接続されるゲート端とを有する第二トランジスタと、
第一端及び第二端を有するキャパシタンスであって、前記キャパシタンスの前記第一端が前記光電子カプラーの前記アノードと前記ダイオードの前記カソードに電気的に接続され、前記キャパシタンスの前記第二端、前記第一トランジスタの前記ソース端、前記第二トランジスタの前記ソース端及び前記第二整流出力端が、ユニット接地点に接続されるキャパシタンスと、を含むことを特徴とする請求項1に記載の入力電圧検出機能付の電源装置。 - 前記交流電源から前記電源装置に正常に給電する場合、前記交流電源は、全波整流器の全波整流操作を経由して整流電圧を出力し、この整流電圧により、前記第一トランジスタを導通し、前記キャパシタンスに充電することで、前記第二トランジスタ及び前記光電子カプラーが遮断状態になり、
前記活線または前記接地線に異常が発生した場合、または、前記活線と前記接地線同時に異常が発生した場合、前記交流電源が前記全波整流器に電圧を出力しないことで、前記第一トランジスタが遮断状態になり、
前記キャパシタンスが、前記光電子カプラー、前記第二抵抗及び前記第二トランジスタにより形成された放電回路を介して放電することにより、前記光電子カプラーは、前記検出信号として異常検出信号を出力して、前記電源装置の動作を切断させて当該電源装置を保護する、ことを特徴とする請求項5に記載の入力電圧検出機能付の電源装置。 - 前記ユニット接地点及び前記電源装置の接地点は、完全に遮断されている、ことを特徴とする請求項5に記載の入力電圧検出機能付の電源装置。
- 入力電圧検出機能付の電源装置の動作方法であって、
(a)交流電源の活線に電気的に接続される第一入力端、及び前記交流電源の接地線に電気的に接続される第二入力端を有する電源入力側を含む電源装置を提供し、
(b)前記第一入力端に電気的に接続される第一検出端、及び前記第二入力端に電気的に接続される第二検出端を有する入力検出ユニットを提供し、
(c)前記入力検出ユニットにより、前記活線または前記接地線に異常が発生したことまたは前記活線及び前記接地線に同時に異常が発生したことを検出した場合、前記入力検出ユニットは、検出信号を出力することで、前記電源装置の動作を切断させて当該電源装置を保護し、
前記入力検出ユニットと前記電源装置の1次側とは、完全に遮断されている、ことを特徴とする入力電圧検出機能付の電源装置の動作方法。 - 前記入力検出ユニットは、
双方向光電子カプラーと、
前記双方向光電子カプラーに電気的に接続されて、当該双方向光電子カプラーに流れる電流の大きさを制限する限流抵抗と、を含み、
前記限流抵抗と前記双方向光電子カプラーとは電気的に接続して直列分岐回路を形成し、当該直列分岐回路の両端が前記第一検出端及び前記第二検出端である、ことを特徴とする請求項8記載の入力電圧検出機能付の電源装置の動作方法。 - 前記交流電源から前記電源装置に正常に給電する場合、前記双方向光電子カプラーは、導通状態になって、前記検出信号として正常検出信号を持続的に出力し、
前記活線または前記接地線に異常が発生した場合、または、前記活線と前記接地線に同時に異常が発生した場合、前記双方向光電子カプラーは、遮断状態になって、前記正常検出信号の出力を停止することで、前記電源装置の動作を切断させて当該電源装置を保護する、ことを特徴とする請求項9に記載の入力電圧検出機能付の電源装置の動作方法。 - 前記入力検出ユニットと前記電源装置は、接地遮断されている、ことを特徴とする請求項9に記載の入力電圧検出機能付の電源装置の動作方法。
- 前記入力検出ユニットは、
第一整流入力端と、第二整流入力端と、第一整流出力端と、第二整流出力端とを備え、前記第一整流入力端が前記第一検出端であり、前記第二整流入力端が前記第二検出端である全波整流器と、
アノード及びカソードを有し、前記アノードが前記第一整流出力端に電気的に接続されるダイオードと、
第一端及び前記ダイオードの前記カソードに電気的に接続される第二端を有する第一抵抗と、
ソース端と、前記第一抵抗の前記第一端に電気的に接続されるドレイン端と、前記第一整流出力端と前記ダイオードの前記アノードとに電気的に接続されるゲート端とを有する第一トランジスタと、
アノード及びカソードを有する光電子カプラーと、
第一端及び前記光電子カプラーの前記カソードに電気的に接続される第二端を有する第二抵抗と、
ソース端と、前記第二抵抗の第一端に電気的に接続されるドレイン端と、前記第一トランジスタの前記ドレイン端と前記第一抵抗の前記第一端とに電気的に接続されるゲート端とを有する第二トランジスタと、
第一端及び第二端を有するキャパシタンスであって、前記キャパシタンスの前記第一端が前記光電子カプラーの前記アノードと前記ダイオードの前記カソードに電気的に接続され、前記キャパシタンスの前記第二端、前記第一トランジスタの前記ソース端、前記第二トランジスタの前記ソース端及び前記第二整流出力端が、ユニット接地点に接続されるキャパシタンスと、を含むことを特徴とする請求項8に記載の入力電圧検出機能付の電源装置の動作方法。 - 前記交流電源から前記電源装置に正常に給電する場合、前記交流電源は、全波整流器の全波整流操作を経由して整流電圧を出力し、この整流電圧により、前記第一トランジスタを導通し、前記キャパシタンスに充電することで、前記第二トランジスタ及び前記光電子カプラーが遮断状態になり、
前記活線または前記接地線に異常が発生した場合、または、前記活線と前記接地線に同時に異常が発生した場合、前記交流電源が前記全波整流器に電圧を出力しないことで、前記第一トランジスタが遮断状態になり、
前記キャパシタンスが、前記光電子カプラー、前記第二抵抗及び前記第二トランジスタにより構成された放電回路を介して放電することにより、前記光電子カプラーは、前記検出信号として異常検出信号を出力して、前記電源装置の動作を切断させて当該電源装置を保護する、ことを特徴とする請求項12に記載の入力電圧検出機能付の電源装置の動作方法。 - 前記ユニット接地点及び前記電源装置の接地点は、完全に遮断されている、ことを特徴とする請求項12に記載の入力電圧検出機能付の電源装置の動作方法。
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